Version actuelle datée du 4 mai 2021 à 22:18

Introduction

Durant ce BE, nous allons créer une clé USB (Universal Serial Bus) personnalisé de A à Z en y ajoutant une fonction personnalisé. La première partie sera consacré au hardware, la seconde au software.

logiciel utilisé :

• Fritzing : http://fritzing.org/home/
• Arduino : https://www.arduino.cc/

Matériel

Choix des composants :

ATMega16u2

Pour le microprocesseur, nous avons pris celui recommandé par le livret, plus précisément l'ATMega16u2.

Adesto64Mb

Pour la mémoire flash, nous utiliserons également la mémoire conseillé de 16mo : AT45DB641E.

Microphone electret

Nous utiliserons bien d'autres composants comme un quartz, des résistances, des condensateurs, des diodes, des régulateurs de tension et des LED ainsi qu'un microphone pour commencer le circuit imprimé

Nous aurons besoin également d'une alimentation.

Projet intermédiaire : VuMètre et microphone

Schéma terminé

PCB terminé

PCB vide

fichier utilisé pour connecter les pins sorties

PCB soudé et relié a l'arduino uno

Code version 1

Voici le code réalisé afin de faire fonctionner le projet intermédiaire "microphone Vu mètre".

int mini;
int microAnalog;
void setup()  
{
 // on définit les broches de 0 à 6 en sortie.
 for(int i=0;i<=6;i++) {
   pinMode(i, OUTPUT); 
}
 // On fait un échantillonnage sur le bruit ambiant
 // pour définir la valeur mini qui correspond à toutes
 // les LEDs éteintes.
 mini=1024;
 for(int i=0;i<=20;i++) 
 {
   // on lit la valeur analogique du microphone
   microAnalog = analogRead(7);
   delay(1);
   if(microAnalog<mini)
      mini=microAnalog;
 }
 // on allume les 7 LEDs pour signaler que l'échantillonnage est terminé
 for(int i=0;i<=6;i++) {
   digitalWrite(i, HIGH);
 }
 delay(1000);
}
 void loop() {
   delay(1);
 // on lit la valeur analogique du microphone
   microAnalog = analogRead(7);
 //on éteint les 7 LEDS.
 for(int i=0;i<=6;i++) {
   digitalWrite(i, LOW);
 }
 // en fonction du niveau on allume les LEDS.
 if(microAnalog>mini)
   digitalWrite(0, HIGH);  
 if(microAnalog>mini+1)
   digitalWrite(1, HIGH); 
 if(microAnalog>mini+2)
   digitalWrite(2, HIGH); 
 if(microAnalog>mini+3)
   digitalWrite(3, HIGH); 
 if(microAnalog>mini+4)
   digitalWrite(4, HIGH); 
 if(microAnalog>mini+5)
   digitalWrite(5, HIGH); 
 if(microAnalog>mini+6)
   digitalWrite(6, HIGH); 
}

Code version 2:

Voici le code réalisé afin de faire fonctionner le projet intermédiaire "microphone Vu mètre", code définitif

int mini;
int microAnalog; 
void setup() 
{
  // on défini les broches de 0 à 6 en sortie.
  for(int i=0;i<=6;i++) {
    pinMode(i, OUTPUT); 
 }
  // On fait un échantillonnage sur le bruit ambiant
  // pour définir la valeur mini qui correspond à toutes
  // les LEDs éteintes.
  mini=0;
  for(int i=0;i<=20;i++) 
  {
    // on lit la valeur analogique du microphone
    microAnalog = analogRead(7);
    delay(1);
    if(microAnalog<mini)
      mini=microAnalog;
  } 
  // on allume les 7 LEDs pour signaler que l'échantillonnage est terminé
  for(int i=0;i<=6;i++) {
    digitalWrite(i, HIGH);
  }
  delay(1000);
}
void loop() {
  delay(1);
  // on lit la valeur analogique du microphone
  microAnalog = analogRead(7);
  //on éteint les 7 LEDS.
  for(int i=0;i<=6;i++) {
    digitalWrite(i, LOW);
  }
  // en fonction du niveau on allume les LEDS.
  if(microAnalog>170 )
    digitalWrite(0, HIGH);   
  if(microAnalog>+175)
    digitalWrite(1, HIGH);  
  if(microAnalog>+180)
    digitalWrite(2, HIGH);  
  if(microAnalog>+190)
    digitalWrite(3, HIGH);  
  if(microAnalog>+200)
    digitalWrite(4, HIGH);  
  if(microAnalog>+215)
    digitalWrite(5, HIGH);  
  if(microAnalog>+230)
    digitalWrite(6, HIGH);
}

Vidéo du Vumètre :

Media:20210208_101831.mp4

Projet souvenir : VuMètre et microphone

En attente de la réception de la clé USB, on programme un vu-mètre sonore avec microphone sur une autre carte, déjà imprimée.

Soudage des composants de la carte

La carte étant à moitié soudée, nous avons soudé le reste des composants pour former le circuit nécessaire.

Programmation de la carte avec Arduino Uno

Projet final : clé usb avec vu-mètre

Vue Schématique de la clé Usb

Pcb de la clé usb

Test de la clé finale en vidéo

On insère la clé. La fonction supplémentaire du chenillard indique que la clé est bien branchée. La clé est reconnue par l'ordinateur et on lit le fichier stocké (qui est ici le générique français de K2000, en référence à sa fonction supplémentaire).

Fichier:TestCleUSBgabed.mp4

Chronologie

Janvier

Première séance 18/01 :

• Choix de la fonction supplémentaire : vu-mètre permettant de voir la capacité de la clé USB.

• Début de la création d'un circuit imprimé sur la partie vu-mètre + microphone sur Fritzing (découverte du logiciel).

• Amélioration du circuit "Fichier:DéB2.zip" (en remplaçant .zip par .fzz pour pouvoir l'ouvrir dans l'application) et en ajoutant un circuit d'amplificateur pour le micro éléctret.

Séance du 21/01 :

• Continuation du circuit imprimé sur Fritzing. (contradiction de la vue schématique et PCB ), lissage des angles droits et reduction de la place des composants sur la carte.

Séance du 25/01 :

• Continuation du PCB (routage terminé) et détourage des fils non reliés a la masse pour impression future.

Séance du 28/01 :

• Recherche des composants du circuit

• Commencement du code sur Arduino.

Février

Séance du 01/02 :

• Récupération du pcb à l'atelier
• Préparation du pcb à la soudure, gommage du pcb pour enlever l'oxydation en veillant à ce que l'on ne touche pas le pcb avec les doigts.
• Début de la soudure des composants sur le PCB (résistances, LEDs et micro-contrôlleur)

Séance du 04/02 :

• Soudure des derniers composants du PCB (micro et support) et mise en place des VIA
• Poursuite de la programmation et vérification du code sur Ardu).ino

Séance du 8/02 :

• Transfert du code V2 sur la carte avec succès.
• Début du PCB de la clé USB.

Séance du 11/02 :

• Resoudage de la dernière LED, qui était mal soudée.
• Fin du code du vu-mètre sonore; Il est capable d'effectuer un échantillonage du bruit ambiant avant de remplir sa fonction.

Séance du 15/02 :

• Création d'un deuxième pcb pour mieux agencer les composants

Séance du 18/02 :

• Rectification du deuxième pcb auprès du professeur.
• Ajout d'un J1 pour relier les deux pcb entre eux.

Mars

Séance du 08/03 :

• Vérification de la clé usb auprès du professeur (plus d'overlapping ou de fils trops près)
• Rectification du 2ème PCB de manière a avoir le pcb qui puisse se superposer à la clé usb

Séance du 11/03 :

• Reception de la nouvelle carte blanche; Elle condense les projets intermédiaires des BE de bon nombre de groupes.

Séance du 15/03 :

• Soudage des composants de la nouvelle carte

Séance du 18/03 :

• Tentative de téléversement du code de la nouvelle carte (erreurs de reconnaissance des pins)
• Détection d'un problème de branchement, tentative de resoudage du transistor (et de la capacité). Sans succès.
• Réécriture du programme pour remettre les pins correspondants.
• Identification du problème: le transistor n'est pas du bon modèle sans compter que le micro était branché dans le mauvais sens.

Séance du 22/03 :

• Soudage du nouveau transistor sur la carte
• Resoudage du micro dans le bon sens

Séance du 25/03 :

• Reception de la clé usb
• Inventaire des composants nécéssaires
• Soudage du microcontroleur et du quartz

Séance du 29/03 :

• Soudage des resistances, des capacités et des Leds du circuit du microcontroleur

Avril

Séance du 01/04 :

• Soudage de la dernière Led
• effaçage de la piste qui est relié a la masse
• carte ne marche pas malgré de multiples tentatives (2 par le professeur + carte élèves = echec)
• Réédition d'un PCB fritzing en partant de la carte du groupe (Hortense et Laurine)

Séance du 08/04 :

• Soudage des mémoires de la 3e carte
• 2e et 3e cartes détectées

Séance du 12/04 :

• Soudage des composants de la 1ère carte
• 1ère carte détectée, suite au rechauffage et nettoyage du micro-contrôlleur
• Continuation du code

Séance du 15/04 :

• Fonctionnement de la clé USB avec DFU-programmer (premier échec car erreur dans la bibliothèque)
• Carte reconnue mais mémoire trop petite pour être détectée par l'ordinateur (solution: modification de la taille de la clé dans DataFlashManager.h 1M->8M)
• Stockage non concluant car mémoire mal soudée

Séance du 19/04 :

• Test des mémoires concluant
• Formatage de la clé

Séance du 22/04 :

• Soudage des mémoires sur la deuxième carte et Soudage du Shield
• Écriture du code
• Injection du code: c'est un échec car on a d'abord initialisé sur le mauvais côté : B au lieu de D et ensuite, le code poussait le chenillard en dehors de la zone visible car mauvaise incrémentation
• Réinjection du code modifié: c'est une réussite